世界上最靈敏的暗物質搜尋今天宣佈，他們什麼也沒找到。科學家說，大型地下氙（LUX）探測器的首批結果為空，這表明被認為構成宇宙大部分的隱形物質比許多專家想象的更難以捉摸。
LUX實驗埋在南達科他州一個廢棄的金礦地下約一公里半的地方，該金礦現在是桑福德地下研究設施，它在液態氙容器中尋找暗物質粒子與原子碰撞的跡象。在最初的三個月執行中，探測器根本沒有發現任何此類訊號。“我們努力尋找這些暗物質粒子，但我們什麼也沒看到，”布朗大學的物理學家、LUX聯合發言人裡克·蓋茨克爾說。結果，今天在研討會上公佈，並已提交給《物理評論快報》發表 [pdf]，排除了構成暗物質的粒子的許多可能的質量和特性。空結果也與早先報告可能存在暗物質訊號的實驗相沖突。
大約四分之一的宇宙似乎是暗物質，儘管它看不見摸不著，但它透過引力來體現它的存在。關於暗物質的一個主要解釋是，它是由稱為WIMP（弱相互作用大質量粒子）的粒子組成的。如果它們存在，每秒可能有數十億個WIMP穿過你的身體，而你的任何原子都不會注意到。粒子不願意與正常物質相互作用，這對旨在探測暗物質的物理學家提出了挑戰。然而，假設表明，WIMP應該在非常罕見的情況下撞擊正常原子，而不是穿過原子之間的空間。
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LUX研究人員希望透過測量被暗物質撞擊的氙原子釋放的光粒子（光子）來捕捉這些稀少的撞擊。為了減少其他任何東西導致氙發出光的機會，例如來自太空的帶電粒子，稱為宇宙射線，該探測器被大量遮蔽並埋在礦井深處。蓋茨克爾說，在背景放射性、宇宙射線和其他汙染物方面，LUX 370公斤氙罐的中心是“世界上最安靜的地方”。科學家說，該實驗對大質量的假設暗物質粒子的靈敏度是其他探測器的兩倍，如果暗物質粒子相對較輕，則提供了更大的改進。LUX尚未記錄到任何此類撞擊的事實表明，在其敏感的質量範圍內（質子質量的5到10,000倍之間，稱為千兆電子伏特）的粒子與常規物質的相互作用極為罕見。
新的LUX結果也使之前關於可能檢測到暗物質的說法受到質疑。義大利的DAMA（暗物質）專案聲稱，在十多年前就看到了WIMP的跡象，而最近明尼蘇達州的CDMS（低溫暗物質搜尋）和CoGeNT（相干鍺中微子技術）實驗也看到了少量可能歸因於暗物質的事件。“恐怕我看不出他們的說法能真正經得起這次檢驗，”蓋茨克爾說。
然而，其他團隊並不準備承認失敗。芝加哥大學的胡安·科拉爾是CoGeNT專案的負責人，他說他認為LUX團隊沒有正確考慮電場效應，因此可能高估了氙探測器對低質量WIMP的靈敏度。斯坦福大學的布拉斯·卡布雷拉是CDMS專案的負責人，他也堅持認為他的專案看到的東西仍然可能是暗物質。“LUX不太可能排除低質量WIMP的整個感興趣區域”，因為氙對該質量範圍內的暗物質不如其他材料敏感，他說。（CDMS使用矽和鍺探測器。）“儘管存在這些友好的批評，但我們都對一項新的精心構建的WIMP搜尋實驗的成功感到興奮，”卡布雷拉說。“我們也仍然相信，考慮到所有實驗的困難以及暗物質粒子的不確定性，（使用）多種目標材料和不同的探測器技術非常重要。”
成為第一個發現暗物質的實驗的競爭非常激烈，但研究人員說，他們更關心答案而不是名聲。“在我職業生涯的這個階段，我不太關心哪個實驗會發現暗物質粒子，我更希望在我有生之年知道答案，”卡布雷拉說。
LUX是在過去三十多年來進行的一系列搜尋中的最新一次，所有這些搜尋都沒有找到暗物質的決定性證據。但科學家們並沒有氣餒。“我不能說我感到失望，”耶魯大學的LUX聯合發言人丹尼爾·麥金西說。“我們只是很高興儀器效能如此出色。”LUX繼續收集資料，研究人員已經在計劃一個更大的氙探測器，稱為LUX-ZEPLIN。“希望下次我們會宣佈一個[積極的]結果，”蓋茨克爾說。“正如他們所說，我們將把結果交給上帝。”